本實(shí)用新型涉及陰極保護(hù)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

陰極保護(hù)裝置是常見的工業(yè)管線保護(hù)裝置，多應(yīng)用于在石油、燃?xì)?、污水等液體或氣體的長距離輸送、儲存設(shè)備中。氣液輸送管線的陰極保護(hù)裝置是通過對所保護(hù)管線施加電流，以抵消金屬材料電子漂移產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕。陰極保護(hù)裝置出于供電條件和集中管理的考慮，一般預(yù)先安裝在管線的中繼站、加壓站等位置。隨著與陰極保護(hù)裝置距離的加大，能量會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象造成保護(hù)效果降低。陰極保護(hù)裝置的供電一般由中繼站內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)或分布式太陽能發(fā)電提供。

隨著新能源利用技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式太陽能發(fā)電為人們提供了更加便捷的能源供應(yīng)。如今，工業(yè)領(lǐng)域已大量使用太陽能發(fā)電技術(shù)在弱電、無電、耗電區(qū)域?yàn)樵O(shè)備供電。

目前為陰極保護(hù)裝置提供電源的分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其太陽能組件多采用玻璃基組件，玻璃基組件采用玻璃前面板和金屬背板對太陽能電池進(jìn)行封裝，技術(shù)成熟，但產(chǎn)品應(yīng)用安裝時(shí)，需額外安裝金屬支架系統(tǒng)，以便于固定在屋頂或地面，總體質(zhì)量很重。同時(shí)，如果陰極保護(hù)裝置所配套的太陽能發(fā)電系統(tǒng)集中在中繼站內(nèi)安裝，大面積使用玻璃基太陽能組件，會加重承載負(fù)荷、占用額外的空間。

綜上所述，陰極保護(hù)裝置部署不靈活、保護(hù)效果受距離遞減現(xiàn)象、保護(hù)裝置配套玻璃基太陽能電池部署不靈活、占用額外空間等問題，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)在氣液管線陰極保護(hù)應(yīng)用的主要瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的是提供一種可直接貼裝管線、球罐曲面表面的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)，解決玻璃基太陽能發(fā)電系統(tǒng)載荷大、占地多的問題，優(yōu)化陰極保護(hù)裝置部署形式，提升氣液管線陰極保護(hù)效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)，包括柔性太陽能組件，和恒電位陰極保護(hù)裝置，所述柔性太陽能組件貼裝于被保護(hù)設(shè)備外表面；所述恒電位陰極保護(hù)裝置進(jìn)一步包括：太陽能調(diào)壓電路、和恒電位發(fā)生電路，其中所述太陽能調(diào)壓電路，用于將所述柔性太陽能組件產(chǎn)生的波動(dòng)直流電調(diào)理為標(biāo)準(zhǔn)的12V/24V直流電；所述恒電位發(fā)生電路，用于產(chǎn)生管線保護(hù)電壓，持續(xù)輸出恒電位電源。

進(jìn)一步地，所述恒電位陰極保護(hù)裝置還包括儲能裝置、和電池充電電路，所述電池充電電路用于為所述儲能裝置充電。

進(jìn)一步地，所述恒電位陰極保護(hù)裝置的功率范圍為90~1800w。

進(jìn)一步地，所述恒電位陰極保護(hù)裝置通過金屬抱箍方式固定于被保護(hù)設(shè)備上。

進(jìn)一步地，所述恒電位陰極保護(hù)裝置集成于一體化箱體內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述恒電位陰極保護(hù)裝置內(nèi)部采用灌膠封裝。

進(jìn)一步地，所述柔性太陽能組件為銅銦鎵硒薄膜太陽能組件。

進(jìn)一步地，所述柔性太陽能組件采用乙烯-四氟聚乙烯共聚物材料進(jìn)行封裝。

進(jìn)一步地，所述儲能裝置采用鋰電池。

進(jìn)一步地，所述太陽能調(diào)壓電路具有最大功率點(diǎn)跟蹤控制器功能。

相較于現(xiàn)有的太陽能發(fā)電陰極保護(hù)裝置，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)如下：

（1）本實(shí)用新型為傳統(tǒng)管線陰極保護(hù)配套的太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供了一種可曲面貼裝的安裝形式。通過柔性太陽能組件的使用，可使太陽能發(fā)電系統(tǒng)直接就近貼裝在管線、球罐區(qū)域的配套設(shè)備工作地點(diǎn)附近，配合保護(hù)設(shè)備就近部署，可根據(jù)需要安裝在兩個(gè)中繼站之間的任意弱保護(hù)區(qū)段，或按最佳距離分散安裝在整個(gè)管線，從而簡化保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；

（2）本實(shí)用新型采用小型化、模塊化的外加電源型陰極保護(hù)裝置，采用化整為零的形式，將小功率保護(hù)設(shè)備分散安裝在管線各區(qū)段，能夠替代和補(bǔ)足大型的大功率設(shè)備；

（3）本實(shí)用新型采用鋰電池儲能技術(shù)，作為系統(tǒng)的儲能裝置，在日照條件下收集剩余太陽能發(fā)電，在太陽能發(fā)電不足提供額外的能源保障，且采用鋰電池對高/低溫度環(huán)境具有很好的適應(yīng)性；

（4）本實(shí)用新型采用的薄膜柔性太陽能組件可直接貼裝在管線、球罐等曲面表面，不需要額外的支架系統(tǒng)和地面空間，施工安裝條件要求低；

（5）本實(shí)用新型采用的薄膜柔性太陽能組件采用質(zhì)量極輕的乙烯-四氟乙烯共聚物等非金屬材料封裝，對原有管線、球罐、鋼結(jié)構(gòu)等安裝載體無影響。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)的組成示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)，主要包括柔性太陽能組件101，和恒電位陰極保護(hù)裝置102。其中，柔性太陽能組件101可曲面貼裝于屋頂、管線、儲罐等被保護(hù)設(shè)備200的表面。利用柔性太陽能組件101的可曲面貼裝的特性，實(shí)現(xiàn)在管線、球罐等結(jié)構(gòu)表面貼裝。

參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例中，分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)的電路組成主要包括：柔性太陽能組件（PV1，PV2，……），以及與PV組件相連接的恒電位陰極保護(hù)裝置（ICCPSYS）。柔性太陽能組件連接到恒電位陰極保護(hù)裝置的輸入端，恒電位陰極保護(hù)裝置的輸出端連接至目標(biāo)金屬表面或者接地。

如圖2所示，本實(shí)施例中，恒電位陰極保護(hù)裝置主要包括：太陽能調(diào)壓電路，和恒電位發(fā)生電路。其中，太陽能調(diào)壓電路，可將所述柔性太陽能組件產(chǎn)生的波動(dòng)直流電調(diào)理為標(biāo)準(zhǔn)的12V/24V直流電；并可具有MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率點(diǎn)跟蹤）控制器功能，使其發(fā)電量最大化。恒電位發(fā)生電路，用于產(chǎn)生管線保護(hù)電壓，持續(xù)輸出恒電位電源。其中，恒電位陰極保護(hù)裝置是外加電源式陰極保護(hù)裝置的一種，通過對目標(biāo)管線施加額外的微小能量的恒定電流，抵消金屬管線的電化學(xué)腐蝕效果。

進(jìn)一步地，恒電位陰極保護(hù)裝置（ICCPSYS）還可以包括：儲能裝置、和電池充電電路，電池充電電路可對儲能裝置充電。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的太陽能調(diào)壓電路可以直接為恒電位陰極保護(hù)裝置提供直流輸出，也可以利用電池充電電路將柔性光伏組件轉(zhuǎn)化的電能給儲能裝置充電，從而在無光照條件下使用儲能裝置對陰極保護(hù)裝置提供電流。傳統(tǒng)的陰極保護(hù)裝置用電為220V，由站區(qū)電網(wǎng)供給，或者由站內(nèi)太陽能發(fā)電裝置為陰極保護(hù)裝置供電，但太陽能發(fā)電裝置提供的總的能量變化是經(jīng)過直流-交流-直流兩次AC/DC變化的。而本實(shí)用新型中，由于采用太陽能能直接供電的形式，不存在AC/DC轉(zhuǎn)化，此外還設(shè)計(jì)了MPPT最大功率跟蹤功能，因此，整體能源使用效率優(yōu)于傳統(tǒng)集中式太陽能陰極保護(hù)裝置15%以上。

傳統(tǒng)的陰極保護(hù)裝置，是采用集中保護(hù)設(shè)計(jì)，設(shè)備體積較大，常使用配電柜落地安裝。該設(shè)備一般安裝于管線沿線的加壓站、監(jiān)測站。從配電柜引出的線纜，一般是通過焊接、螺栓緊固的形式與管線連接。

而本實(shí)用新型的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)，采用小型化、模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)恒電位陰極保護(hù)裝置的功率范圍為90~1800w。且整個(gè)恒電位陰極保護(hù)裝置集成于一體化箱體內(nèi)。優(yōu)選地，恒電位極保護(hù)裝置內(nèi)部采用灌膠封裝，提高了環(huán)境適用性，和性能穩(wěn)定性。

結(jié)合圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的分布式陰極保護(hù)系統(tǒng)是分散安裝的，設(shè)備外形小巧，其中的恒電位陰極保護(hù)裝置（ICCPSYS）下表面為導(dǎo)電面，與管線表面緊密貼合，可以通過金屬圓箍方式綁定在管道或儲罐表面，當(dāng)然，也可以采用其他常見的或者已有的連接方式將恒電位陰極保護(hù)裝置固定于被保護(hù)設(shè)備上。

通過將陰極保護(hù)裝置模塊化，有別于傳統(tǒng)集中式保護(hù)設(shè)備，采用化整為零的形式將小功率保護(hù)設(shè)備分散安裝在管線各區(qū)段，以替代和補(bǔ)足傳統(tǒng)的大型大功率設(shè)備。小型化、模塊化的恒電位陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式安裝。

較佳地，本實(shí)用新型采用薄膜柔性太陽能發(fā)電組件，優(yōu)選可彎曲的銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽能組件作為光伏轉(zhuǎn)換材料，具有良好的發(fā)電效率；并且具有較寬的光伏響應(yīng)范圍，在清晨、傍晚、陰雨天等弱光照條件下仍可發(fā)電。

優(yōu)選地，柔性太陽能組件采用采用乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）等輕質(zhì)非金屬材料進(jìn)行封裝，在兼顧環(huán)境耐候性能的同時(shí)，具有更輕質(zhì)、可彎曲的特點(diǎn)。

其中，薄膜柔性太陽能組件可根據(jù)用電設(shè)備要求進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，通過光伏控制器最大功率跟蹤技術(shù)（MPPT）的調(diào)節(jié)可為用電設(shè)備提供能源，并對電池進(jìn)行充電。

優(yōu)選地，儲能裝置采用鋰電池儲能技術(shù)，可以在日照條件下收集剩余太陽能發(fā)電，在太陽能發(fā)電不足提供額外的能源保障。因采用鋰電池對高/低溫度環(huán)境具有很好的適應(yīng)性。

綜上所述，本實(shí)用新型采用了一種模塊化、小型化的陰極保護(hù)裝置設(shè)計(jì)，并通過采用可彎曲的薄膜柔性太陽能組件，實(shí)現(xiàn)了分散式的部署形式，創(chuàng)新性地直接將太陽能發(fā)電子系統(tǒng)貼裝在金屬管線、球罐等金屬曲面表面。薄膜柔性太陽能發(fā)電系統(tǒng)的曲面可安裝特性提供了可直接貼裝在管線表面的靈活安裝方式，并解決了陰極保護(hù)裝置的用電需求。從而可根據(jù)管線、球罐保護(hù)需求將模塊化陰極保護(hù)裝置分散安裝在各區(qū)段，為目標(biāo)區(qū)段的金屬管線施加外加電流，抵消原有電化學(xué)腐蝕。

以上實(shí)施例僅用于對本實(shí)用新型進(jìn)行具體說明，其并不對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍起到任何限定作用，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求確定。根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本實(shí)用新型所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。